Al-Fe-Sr-RE铝合金电缆铜铝过渡端子及其制备方法_4

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0.06%、Ca 0.17%、Sr 0.3%、RE0.2%Xr 0.005%、余量为铝。
[0095]将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试,经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的标准,具体检测参数如下:
[0096]铝合金连接管:导电率2 65% IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 120MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到93%,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m2.hr,20°C电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.027256。
[0097]铜铝过渡件:导电率2 68% IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 150MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到91 %,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m2.hr,20°C电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.026156。
[0098]实施例9
[0099]一种Al-Fe-Sr-RE铝合金电缆铜铝过渡端子,包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管I另一端连接的铜鼻子2,所述铝合金连接管I为堵油型结构,内置导电膏体,铝合金连接管I设置有内连接孔,电缆导体插入内连接孔中,所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状,所述的铜鼻子2为L型,包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5,连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接,连接柱5与底板4呈90°夹角设计,该设计夹角太小,不利于接线鼻子I的固定,夹角太大,连接处接触面积小,容易断裂,为了进一步提高承压能力,避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂,在铝合金连接管I与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3,所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金,铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径,连接柱5的直径等于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。
[0100]所述的铜铝过渡件按重量百分比包含:Si 0.017%,Fe 1.05%,Cu 1.3%,Mg0.285% ^Zn 0.15% ^Mn 0.1%、Ti 0.22% ^Co 0.095% ^Be 0.08% ^Ca 0.15% ^Sr0.31% ^RE 0.35%、Cr 0.001%、Ag 0.03%、Bi 0.0005%、Sb 0.0014%、As 0.0013%、Ni0.0012%、Pb 0.0011%、余量为铝。
[0101]所述铝合金连接管按重量百分比包含:Si 0.025% ,Fe 1.9% ,Cu 0.1% ,Mg0.3%、Ζη 0.23%、Μη 0.12%、Ti 0.21%、Co 0.07%、Be 0.05%、Ca 0.2%、Sr 0.31%、RE0.1%Xr 0.004%、余量为铝。
[0102]将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试,经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的标准,具体检测参数如下:
[0103]铝合金连接管:导电率2 64% IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 I1MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到93%,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.32g/m2.hr,20°C电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.027856。
[0104]铜铝过渡件:导电率2 67% IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 130MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到91 %,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.28g/m2.1^,20°(:电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.026936。
[0105]实施例10
[0106]—种Al-Fe-Sr-RE铝合金电缆铜铝过渡端子,包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管I另一端连接的铜鼻子2,所述铝合金连接管I为堵油型结构,内置导电膏体,铝合金连接管I设置有内连接孔,电缆导体插入内连接孔中,所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状,所述的铜鼻子2为L型,包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5,连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接,连接柱5与底板4呈100-120°夹角设计,该设计主要是由于铜铝过渡端子通过长时间的导线牵引力以及自然等环境因素的影响,焊接面将承受弯曲内力,为了进一步提高承压能力,避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂,在铝合金连接管I与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3,所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金,铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径。
[0107]所述的铜铝过渡件按重量百分比包含:Si 0.0172%,Fe 0.28%,Cu 1.08%,Mg
0.31% ^Zn 0.16%、Μη 0.103%、Ti 0.23% ^Co 0.097%、Be 0.085%、Ca 0.125% ^Sr
0.32%、RE 0.45%、Cr 0.002%、Ag 0.02%、Bi 0.0007%、Sb 0.0013%、As 0.0012%、Ni
0.0011%、Pb 0.0015%、余量为铝。
[0108]所述铝合金连接管按重量百分比包含:Si 0.027% ,Fe 2% ,Cu 0.11%,Mg0.4%、Ζη 0.25%、Μη 0.14%、Ti 0.22%Xo 0.08%,Be 0.06%,Ca 0.23%、Sr 0.32%、RE0.3%Xr 0.003%、余量为铝。
[0109]所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。
[0110]将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试,经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的标准,具体检测参数如下:
[0111]铝合金连接管:导电率2 65% IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 120MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到93%,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m2.hr,20°C电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.027536。
[0112]铜铝过渡件:导电率2 67%IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 150MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到91 %,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m2.1^,20°(:电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.026676。
[0113]实施例11
[0114]—种Al-Fe-Sr-RE铝合金电缆铜铝过渡端子,包括与电缆导体连接的铝合金连接管1、与铝合金连接管I另一端连接的铜鼻子2,所述铝合金连接管I为堵油型结构,内置导电膏体,铝合金连接管I设置有内连接孔,电缆导体插入内连接孔中,所述的内连接孔截面形状为圆形、扇形、瓦形、半圆形或与电缆截面相对应的形状,所述的铜鼻子2为L型,包括与断路器连接的底板4和与底板4连接的连接柱5,连接柱5的另一端与铜铝过渡件3连接,连接柱5与底板4呈90°夹角设计,该设计夹角太小,不利于接线鼻子I的固定,夹角太大,连接处接触面积小,容易断裂,为了进一步提高承压能力,避免铜铝过渡区焊缝因外力压迫而造成断裂,在铝合金连接管I与铜鼻子2之间设置有铜铝过渡件3,所述铜铝过渡件3为柱状实心结构的铝合金,铜铝过渡件的直径小于铝合金连接管的直径,连接柱5的直径等于铜铝过渡件3的直径。所述的铜鼻子的材质为T2纯铜。
[0115]所述的铜铝过渡件按重量百分比包含:Si 0.0176%,Fe 1.1 % Xu 1.2%,Mg0.32% ^Zn 0.105%、Μη 0.107%、Ti 0.25%、Co 0.092%、Be 0.063%、Ca 0.135%、Sr0.265% ^RE 0.55%、Cr 0.001%、Ag 0.01%、Bi 0.0006%、Sb 0.0012%、As 0.0011%、Ni0.0013%、Pb 0.0014%、余量为铝。
[0116]所述铝合金连接管按重量百分比包含:Si 0.029%,Fe 2.1% ,Cu 0.12% ,Mg0.5%、Ζη 0.17%、Μη 0.16%、Ti 0.24%、Co 0.09%、Be 0.07%,Ca 0.25%、Sr 0.28%、RE0.4%Xr 0.003%、余量为铝。
[0117]将上述实施例的铜铝过渡端子进行1000次热循环测试、端子与电缆导体的拉力测试、100小时抗压蠕变性能测试,经检测性能远高于GB/T9327-2008和IEC61238-1:2003的标准,具体检测参数如下:
[0118]铝合金连接管:导电率2 65%IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 120MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到93%,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.27g/m2.hr,20°C电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.027635。
[0119]铜铝过渡件:导电率2 69% IACS,高于铝合金电缆导体,断裂伸长率2 30%,抗拉强度2 150MPa,长期运行耐热温度2 230°C,耐热试验强度残存率达到91 %,400h耐腐蚀性能质量损失小于0.26g/m2.1^,20°(:电阻率(Ω.mm2/m):平均值< 0.026539。
[0120]本发明实施例1-11的进一步优化方案是:将铜鼻子2的材质选用Tl纯铜,选用Tl纯铜,相较于T2纯铜电阻极小,电损极低,电气性能提高,不易发生电力火灾。在使用寿命上,相同的状况下,选用Tl纯铜的铜铝过渡端子比选用T2纯铜的使用寿命延长1/4,铜铝过渡端子的电气性能、机械性能、力学性能和耐腐蚀性能均大幅度提高。
[0121]本发明还提供了一种制备Al-Fe-Sr-RE铝合金电缆铜铝过渡端子的方法,包括以下步骤:
[0122]A、半成品的铸造:取铝合金连接管的原料成分,熔融后浇铸成型,得到铝合金连接管半成品,取铜铝过渡件的原料成分,熔融后浇铸成型,得到铜铝过渡件半成品;
[0123]B、铜鼻子的铸造:取TI纯铜或T2纯铜,熔融后浇铸成型,得到铜鼻子;
[0124]C、优化处理:具体操作包括:
[0125]C1、铝合金连接管半成品的优化处理:将铝合金连接管半成品置于480-530°C (优选490-510 °C,更优选500 °C )温度下,均匀化处理12_24h(优选20_24h,更优选24h);然后将均匀化处理后的铝合金连接管半成品进行间歇性退火处理,于230-380 °C (优选290-350 °C,更优选300-340°C,更优选330°C)温度下,保温0.5-3h(优选l-2h,更优选1.5h)后降温,温度降至120-180°C (优选140-160°C,更优选150°C)后保温l_5h(优选2-4h,更优选3h),冷却;然后将经过间歇性退火处理的铝合金连接管半成品于电场强度为3-12KV/cm的均匀电场中进行时效处理,控制时效处理的温度为200-310°C (优选230-2800°C,更优选255°C),时效处理的时间为8_24h(优选12-18h),得到铝合金连接管;
[0126]C2、铜铝过渡件半成品的优化处理:将铜铝过渡件半成品置于490-510°C (优选500-508°C,更优选506°C)温度下,均匀化处理14-24h(优选20-24h,更优选24h);然后将均匀化处理后的铜铝过渡件半成品进行间歇性退火处理,于250-410°C (优选280-370°C,更优选352°C)温度下,保温l_5h(优选2-4h,更优选3h)后降温,温度降至180-210°C (优选190-208°C,更优选197°C)后保温2-3h,冷却;然后将经过间歇性退火处理的铜铝过渡件半成品于电场强度为4-10KV/cm的均匀电场中进行时效处理,控制时效处理的温度为210-280°C(优选230-260°C,更优选247°C),时效处理的时间为9-16h(优选12-14h),得到铜铝过渡件;
[0127]D、铜铝过渡端子的制备:采用摩擦焊接工艺将铝合金连接管、铜铝过渡件、铜鼻子焊接成一体结构,得到铜铝过渡端子。
[0128]对铝合金进行均匀化处理,能够保证其强度和延展性具有较好的匹配,从而避免材料微观结构的破坏而进一步影响加工性能。为了保证受热均匀,优化合金的组织结构,避免合金在
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